摘要：在平面光学元件加工和应用中,采用真空吸附方式进行装载,具有快速、稳定的优势,而真空吸附对平面光学元件的面形影响不可忽视。基于有限元分析方法,针对功能窗口限制、倒立装载等特殊需求,对真空吸盘气道进行优化设计,并通过实验对真空吸盘的实际效果进行分析。实验结果表明,在吸盘不锁紧状态下吸附,平面光学元件在中心Ф10 mm、Ф20 mm和Ф40 mm范围内,面形PV分别为1.2 nm、5.1 nm和20.8 nm。在此基础上,论文进一步分析了装载平台平整度、吸盘装载方式和吸盘锁紧力对吸附结果的影响,结果表明:平面光学元件吸面型随着装载平台平整度的提升而提升;装载平台平整度2μm条件下,采用四螺钉、2.5 N·m扭矩进行边沿固定,吸附效果达到最好,在中心Ф10 mm、Ф20 mm和Ф40 mm范围内,面形PV平均值分别为7.8 nm、27.7 nm和114.2 nm,装载重复性标准差为0.93 nm、3.2 nm和10.6 nm。

摘要：针对立方相位板的曲面特征，基于波前传感方法设计了面形测量系统。提出了波前数据到曲面面形的映射模型，借助图像处理方法有效地提高了测量的动态范围，实现了较大曲率的立方相位板面形精度的超精密测量。仿真分析表明，该模型的转换精度同传统算法相比提高了2～3倍，测量的动态范围提高了4倍，且仍有提高空间。最后搭建的实验系统实现了实际立方相位板面形的测量，通过与Wyko白光干涉仪的测量数据对比，验证了测量的准确性。

摘要：自由曲面光学元件设计及其制造是一门崭新的技术，它突破传统光学成像的概念，将复杂的自由曲面组合成光学系统，优化了产品的结构与性能。各种高附加值的光电产品，已经转向具有微结构特点的、非回转对称的复杂自由曲面光学元件，它们是光电信息技术和光通讯技术中不可缺少的关键元件。目前一些成像系统和照明系统，如数码摄像镜头、激光打印机扫描仪镜头、

摘要：本文就面结构光照明三维面形测量中几个重要问题作了探讨，制作了一种实用的简单的面结构光场－双频全身光栅，给出了光栅图像处理的办法，分析了在软件设计中条纹识别问题，并介绍了光栅编码的有关情况。

摘要：光学自由曲面是现代精密光学领域的重大变革,因其优异的光学、力学性能而有望进一步推进光学系统实现微型化、轻量化、集成化。随着光学自由曲面的面形复杂度不断提升,光学自由曲面的检测技术已成为制约其制造水平的关键因素。回顾了近年来光学自由曲面测量与误差评估的关键技术,包括点线式扫描、全口径光学测量方法以及面形误差评估方法,结合各种技术的优缺点,展望了该领域未来发展的新趋势,并介绍了一种结合多传感器实现共体自由曲面的测量及误差评估的新方法。

摘要：针对基于强光元件高精度面形在位检测需求,开展了面形测量误差敏感因素仿真分析,进行了系统结构误差和温度误差对测量结果的影响研究,分析各类误差对测量面形误差的具体影响,设计并搭建在位检测系统,开展系统温度变化、系统重复性、系统稳定性等测量实验。研究结果表明:所建立的逆向哈特曼仿真检测模型可用于平面、球面、非球面、自由曲面等各类型被测面,各类影响因素对测量结果的影响主要体现在低频误差上,对高频误差的影响相对较小,搭建的在位检测系统6 h内测量面形误差PV值最大不超过68 nm(约λ/10),RMS值最大不超过15 nm(约λ/40)。

摘要：小波脊提取是小波变换轮廓术的关键步骤,在抑噪能力和速度方面,前者直接影响后者。提出了基于评价函数的二维小波变换的一种新的小波脊提取方法,利用二维小波变换系数模信息、条纹瞬时频率信息以及局部条纹结构方向信息建立评价函数指导小波脊提取;并设计了快速动态优化算法。计算机模拟和实验验证了所提方法的有效性。

摘要：菲佐激光干涉仪使用的标准球面镜头通常只能在特定波长下使用。提出了一种通过调整镜头内部透镜间隔来改变其工作波长的方法,利用该方法设计了两款可变波长标准球面镜头,口径为19.05mm,镜头光圈系数分别为5.6和8。镜头在各目标波长下的参考波前质量均满足设计要求,并分析了公差容限以确保镜头具有可实际加工性。根据可变波长标准镜头的装调和工作原理设计了机械结构,并研制出光圈系数为8的实验镜头,测得其透射波前峰谷值在标准632.8nm激光干涉仪下小于λ/10(λ为入射光的波长),镜头的实际加工误差在容限范围内。使用多波长激光干涉装置和实验镜头测量了同一球面元件的面形,在5种波长下测量结果基本一致,实验结果表明,可变波长标准镜头可以用于实际检测。该类镜头的研发节约了检测成本,提高了标准镜头在激光干涉测量中的利用率,该镜头具有较高的工程应用价值。

摘要：以非球面为代表的复杂面形在现代光学系统中的应用越来越广泛,因为它比球面提供了更多的设计自由度,可用更少的元件达到更优的成像质量。然而非球面的多样性也带来了面形测量的难题,传统的零位测试没有灵活适应不同面形的能力。可变像差补偿技术对于提高检测柔性和效率具有重要意义。针对回转对称非球面的球差补偿,分析了部分补偿透镜、相位板组合和高次非球面单透镜等可变补偿方案;针对离轴非球面的像差补偿,分析了倾斜球面系统、Risley棱镜和双回转相位板的可变补偿方案;进而介绍了变形镜和空间光调制器(SLM)作为可编程补偿器用于波面干涉测量的研究进展。最后指出可变像差补偿技术面临的大范围和多模式像差补偿、回程误差补偿以及失调像差解耦三个主要问题。

摘要：针对现有的三压电陶瓷移相器难以驱动大口径参考镜进行移相干涉测量的问题,设计了一种用于被测镜单压电陶瓷驱动移相干涉测量系统的高精度压电陶瓷移相器驱动电源。电源采用误差放大式结构,根据输入信号与输出采样的偏差,通过比例作差与光耦隔离等环节输出控制信号,进而控制MOSFET的导通状态调整充放电电流,控制由倍压整流电路生成的直流高压源进行输出,实现对驱动电源输出电压的稳定控制。实验表明其高精度压电陶瓷驱动电源具有在-600~+600V范围内输出连续可调电压的能力,且纹波小于20mV,线性度和精确度高,稳定性好,可实现压电陶瓷的可伸缩精确移相,满足被测镜移相干涉测量系统进行大口径被测镜高精度面形测量的要求。